Тертя ковзання та тертя кочення — це два типи сил тертя, які діють проти руху об’єкта по поверхні. Тертя — це сила, яка перешкоджає ковзанню сусідніх предметів один об одного.
Тертя кочення важче аналізувати, ніж тертя ковзання. Тертя кочення нижче, ніж кінетичне тертя, пов’язане з ковзанням.
Ключові винесення
- Тертя ковзання та кочення — це обидва типи тертя, які виникають, коли дві поверхні стикаються та чинять опір руху.
- Тертя ковзання виникає, коли дві поверхні ковзають одна об одну, створюючи тепло та зношування, тоді як тертя кочення виникає, коли круглий предмет котиться по поверхні, створюючи менше тертя та зносу.
- Тертя кочення нижче, ніж тертя ковзання, і відповідає за плавний рух таких об’єктів, як колеса, підшипники та шестерні.
Тертя ковзання проти тертя кочення
Різниця між тертям ковзання та тертям кочення полягає в тому, що тертя ковзання виникає щоразу, коли один контакт стирається об інший, але тертя кочення виникає, коли об’єкт котиться по іншій поверхні. Тертя ковзання можна класифікувати як форму тертя, а тертя кочення – ні.
Тертя ковзання – це проста концепція з багатьма застосуваннями. Ми не можемо знайти плоску обробку справжнє життя. Через відносну швидкість між двома сусідніми поверхнями, коли предмет ковзає по будь-якій поверхні, на нього діє зворотна сила.
Тертя ковзання завжди було протилежністю руху. Кожного разу, коли ми намагаємося ковзати предметом на рівній підлозі, наприклад шафою, ми відчуваємо тертя ковзання.
Створення кругового колеса розглядається як a вододіл момент в історії людства. Перше колесо народилося через необхідність котити предмет. Тертя кочення — це сила, яка чинить опір руху кожного разу, коли об’єкт котиться по поверхні.
В ідеалі, коли річ плавно котиться по поверхні, немає тертя ковзання між поверхнями, які контактують. На практиці, однак, і тіло, і поверхня згинаються завдяки пружним властивостям.
Таблиця порівняння
| Параметри порівняння | Тертя ковзання | Тертя кочення |
|---|---|---|
| Відбувається на | Це відбувається в результаті співвідношення між розміром дрібних нерівностей на поверхнях. | Це відбувається в результаті деформації поверхні. |
| Тип тертя | Тертя ковзання - це тип тертя, який можна прийняти. | Тертя кочення є формою тертя, а не силою опору. Важливо пам’ятати, що не всі сили опору є тертям. |
| Залежність Коеф | Невелика кількість доступного тепла і структура поверхонь впливають на коефіцієнт, що пов'язано не тільки з зовнішніми впливами. | Радіус об'єкта, що котиться, глибина, на яку опускається об'єкт, структура поверхневого шару та кілька інших елементів впливають на коефіцієнт. |
| Тип опору | Щоб зупинити відносний рух, тертя ковзання працює як постійний зовнішній фактор по всій площі контакту. | Тертя кочення — це сила, яка створює зворотний крутний момент, намагаючись запобігти коченню. |
| Величина опору | Тертя ковзання між валом і колесом замінюється тертям кочення в більшості областей застосування за допомогою кулькових підшипників. | У порівнянні з тертям ковзання тертя кочення значно нижче. |
Що таке тертя ковзання?
Сила тертя між двома об’єктами, які труться один об одного, називається тертям ковзання. Наявність крихітних опуклостей на поверхні викликає тертя ковзання.
Виступи зачіпаються, коли дві поверхні рухаються одна проти одної, і для підтримки руху об’єктів потрібна допомога. Тут ми не працюємо проти сили тяжіння, тому опір, який ми відчуваємо, виникає через тертя ковзання.
Крім того, у статичному стані прикладена сила, яка намагається ковзати предмет, завжди дорівнює силі тертя, що діє на нього. Коли ми поступово збільшуємо прикладену силу, предмет у певний момент починає просуватися в напрямку зовнішнього фактора.
Ковзання може відбуватися між двома предметами будь-якої форми, але тертя кочення — це сила тертя, пов’язана з обертовим рухом. Коефіцієнт тертя кочення значно менший за коефіцієнт тертя ковзання. Він виробляє більше акустичних і теплових побічних продуктів.
Існують певні винятки, такі як метали з різними коефіцієнтами статичного тертя та тертя ковзання та невеликі поверхні, де переважають сили притягання молекул.
Він визначається двома факторами: одним є речовина об'єкта, а іншим - його вага. Будь-яке збільшення площі контакту не впливає на тертя ковзання.
Що таке тертя кочення?
Коли поверхня одного тіла стирається об поверхню іншого, виникає тертя кочення. Джерелом цієї сили є прогин, який виникає на поверхні під час кочення.
Головним чинником є істерія: енергія, що вивільняється, коли поверхні повертають свою первісну форму після деформації, буде меншою, ніж енергія, використана для виникнення деформацій.
У порівнянні з тертям ковзання виявлено, що тертя кочення значно нижче. Наприклад, коефіцієнт тертя ковзання між висохлим асфальтом і гумою становить 0.68, тоді як коефіцієнт опору коченню для дорожньої шини 0.01-0.035. Однак ця версія рівняння вводить в оману.
Насправді на «коефіцієнт» впливає безліч різних факторів. Розглянемо a велосипед колесо на асфальті. Замість контактної точки ми маємо таку контактну зону. Колесо випрямляється в місці контакту з килимом, утворюючи неглибоку канавку на поверхні.
Таким чином, сила розподіляється по всій зоні контакту, і вектори реакції в кінцевому підсумку агломерують лише в траншеї на противагу руху.
Це поняття також можна застосувати до тренувальної шини на рейці. Сталь менш схильна до деформації, ніж гума. У результаті тертя кочення колеса поїзда нижче, ніж тертя колеса велосипеда.
Основні відмінності тертя ковзання від тертя кочення
- Тертя ковзання виникає внаслідок кореляції між розміром крихітних нерівностей на поверхнях. В результаті деформації поверхні виникає тертя кочення.
- Прийнятне тертя ковзання є одним із видів тертя. Тертя кочення — це не сила опору, а вид тертя. Важливо розуміти, що тертя — не єдиний тип сили опору.
- На коефіцієнт впливає невелика кількість доступного тепла та структура поверхонь, що не просто пов’язано із зовнішніми факторами. На коефіцієнт впливає радіус предмета, що котиться, глибина, на яку опускається об'єкт, структура поверхневого шару і ряд інших факторів.
- Тертя ковзання діє як безперервний зовнішній компонент по всій площі контакту, щоб зупинити відносний рух. Тертя кочення - це сила, яка створює зворотний крутний момент, намагаючись зупинити колесо від кочення.
- Кулькові підшипники використовуються для заміни тертя ковзання між валом і колесом у більшості сучасних застосувань. Тертя кочення значно менше, ніж тертя ковзання.
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022489817300721
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1735043
Останнє оновлення: 23 липня 2023 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Піюш Ядав провів останні 25 років, працюючи фізиком у місцевій громаді. Він фізик, який прагне зробити науку доступнішою для наших читачів. Він має ступінь бакалавра природничих наук і диплом аспіранта з екології. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
